JPH0442311A - 組物試験片の汎用支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、組物試験片の汎用支持装置に係り、特にア
キシャルフラックス型ブラシレスモータの磁石ロータの
着磁分布を精密測定する際に使用される支持装置で、主
試験片となる磁石ロータとこれに対し所定間隔離反位置
に配設される副試験片としてのヨークを組物として支持
する組物試験片の汎用支持装置に関する。

［従来の技術］ 近年における音＃機器、映像機器および計算機等の発展
が急速な状況下でその性能の向上に伴い品質の高度化か
要求されつつある。

殊にＡＶ機器（オーディオビジュアル機器）に搭載する
モータは、回転むらが小さく、高能率、安定性が要求さ
れる。

しかるに、その駆動方式においては、ダイレクトドライ
ブ方式が注目され始め、低速度で回転むらの極めて小さ
いモータが要求され、これを満足するモータとしてアキ
シャルフラックス型ブラシレスモータが最適で、ＡＶｔ
ｌｌ器にはこのモータが一般的に採用されている。

すなわち、第５図（ａ）および（ｂ）のブラシレスモー
フの全体断面図に示すように、最も多く使用される３相
バイポーラ８極ブラシレスモータは、その外形が直径に
比し軸方向寸法の小さい偏平な構成となっている。

この場合、ロータ８０は円板状のマグネットで形成され
、この円板の面に垂直なロータ軸８２ａの方向に着磁さ
れたアキシュアルフラックスと呼ばれる着磁構成となっ
ている。

そして、このロータマグネッＩ・８２のロータ軸８２ａ
の一方はハウジング８５のポス９８ａ内に挿着された軸
受８７ａ、　８７ｂを介して回転可能に支持されている
。

さらに、ハウジング９８に形成されたフランジ９８ｂの
上面には鉄基板（以下ヨーク５０と称する）が固定され
、このヨーク５０の絶縁面８５ａとなる上面には６個の
扇形コイル９６をオレンジの輪切り状に配設したステー
タ９７が構成される。そして、ロータマグネット８２の
下面は８極の扇形状に着磁され、この着磁面８２ｂとス
テータ９７のコイル９６上面との間に僅かなギャップδ
を形成するようにロータマグネット８２が支持される。

また、磁極とコイル９６の中心が重なった位置を基準に
±７．５°の位置関係をなすコイル９６は、コイル９６
の１〜ルク発生導体（直線部分）が磁極の境界部分と多
く重なり、コイルの発生ｌ・ルクが不安定になる為、モ
ータの回路より切離される。

一方、６個のコイル９６は互いにロータ軸８２ａを中心
に対向する２個のコイル９６を直列に連結したものを一
札とし、このうちの上記の条件に無い２相を直列に連結
し磁極（Ｎ極、Ｓ極）に応じて回転トルクが一方向に発
生するように電流の向きか制御される。

この形式のモータは、常に３相のうち１相のコイルは休
止しており、この切換えはロータ８０が１５°回転する
ごとにドライバーＩＣによって行われる。

すなわち、トルクの発生は、それぞれのコイルが同時に
ロータマグネットの全磁極に作用することにより起生ず
るようになっており、このロータマグネットの回転につ
れて電機子電流は一つの極を形成するコイルから次の極
を形成するコイルへと逐次切換えられ、各コイルがトル
クの発生を順送りに受持つ。そして一つの極のコイル電
流は接近してくる磁極の極性に応じて正負方向に切換え
られ、この電流の正負の切換えはロータマグネットの極
数とモータの回転速度で定まる同期周波数で行われる。

この場合、トルクは主磁束の強さ、コイルの電流のみな
らず＠極とコイル９６との相対位置関係によっても変わ
るから、ロータマグネット８２の回転によるロータマグ
ネッ１−８２の磁極とコイル９６との相対位置関係の変
化に応じて、適切に各コイルの電流を制御し、結果的に
どの瞬間にも発生するトルクが常に一定であるようにし
なければならない。

そして、トルクがロータマグネット８２の位置関係によ
って変化すると、モータの回転速度が瞬間的に変動し、
いわゆるワウフラッタの原因になる。ＡＶｉ器モータに
とって、このワウフラッタは致命的となるため、１ヘル
ク変動は極力抑えることが必要である。

この制御を行うのかポール素子１００とコイル電流制御
回路であり、ホール素子１００がロータマクネッ１−８
２の磁極の位置を検出し、その信号に基づいて電子回路
か各相のコイルに適切な電流を分配する。

ここで、１〜ルク発生のシーケンスが正確に行われるな
めには、磁極、ホール素子１００の配列位置が正確でな
けれはならす、各要素の配列間隔か不揃いであったり、
円周に偏心があったりすると、コイル電流を制御するシ
ーケンスの周期性を狂わせ、モータの１回転の中で時間
的にトルクが変動することになる。

またロータマグネットの回転につれてトルクを発生する
磁極は順次変化して行くが、若しマグネットの着磁にむ
らがあれは、それが直ちに回転速度の変動の原因となっ
てあられれる。

そこで、各種ブラシレスモータのロータマグネジ１−０
着磁分布状態を予め計測し、磁束密度のデータを収集す
る必要がある。

この場合、このロータマグネット８２の着磁分布を測定
するに際し、ロータマグネット８２とヨーク５０とを一
定間隔離反してブラシレスモータを組立な状態と同様の
位置関係になるよう対向配置して、これを１組として支
持する。この状態でロータマグネッ１〜８２を一定速度
で回転させ、後述する磁束密度測定装置の検出ヘッドを
ロータマグネット８２に対しラジアル方向に一定速度で
移動し、検出ヘッドの出力電圧を測定値として着磁分布
を求めている。

このように、ロータマグネット８２とヨーク５０とを一
定の位置関係を保った状態で支持する従来の組物試験片
の支持装置は、ロータ軸８２ａの下端部を回転可能に支
持する主軸と、ロータ軸の上端部を支持する回転可能か
つ軸方向摺動可能な補助軸とで構成され、またロータマ
グネット８２とヨーク５０との位置関係がブラシレスモ
ータとして組立らた状態と同様になるよう配設して所定
の磁界が発生するよう構成されていた。

さらに、前述した相互の位置関係がブラシレスモータの
種類によって変化しても、これに対応させて適宜設定し
、各種ブラシレスモータのロータマグネッ１−８２の着
磁分布状態の計測に適用させるため、従来の組物試験片
の支持装置は定位置に支持されるロータマグネット８２
の位置に対しヨーク５０を調整可能に支持するよう、こ
れを支持するブラケットをこれと螺合している長尺螺子
の回転により平行移動し、かつｍ４１［１に調整するよ
う構成されていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このように構成された従来の組物試験片
の支持装置は、ブラシレスモータの種類によって異なる
ロータマグネッ１〜とヨークとの間隔の調整を１本の長
尺螺子の回転操作によりなされていたため以下のような
問題点を有していた。すなわち、例えば前回計測実施し
た際の組物試験片としてのロータマグネットとヨークと
の位置関係が大幅に異なる場合、その調整範囲が多くな
り長尺螺子による回転操作に多くの時間を費やし、その
操作が困りでさらにその位置決め精度も低下する等の難
点を有していた。

そこで、本発明の目的は、副試験片としてのヨークを支
持する支持手段をテーブル上に複数配設された係合手段
の選択的な係合と前記テーブルを微少移動する移動手段
とを併用することにより、主試験片に対し副試験片を短
時間でしかも高精度に位置決め調整することのできる組
物試験片の汎用支持装置を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 主試験片と副試験片とを所定間隔離反して保持される組
物試験片であって、前記主試験片に対し副試験片の離間
距離を適宜所定の位置関係に設定支持する本発明の組物
試験片の汎用支持装置においては、前記の目的を達成す
るため、 上下を垂直に支持する支持軸中央に形成された円盤状の
検出体で前記主試験片を構成すると共に、前記検出片に
対し所定間隔離反して対向配置される円盤状の金属片で
前記副試験片を構成し、前記主試験片に対し前記副試験
片を前記支持軸方向に移動してその間隔を調整可能に設
定支持する支持手段を設け、この支持手段は、支柱と、
この支柱に前記支持軸軸線方向に移動可能に案内支持さ
れ表面に複数の係合手段を所定間隔に配設したテーブル
と、このテーブルを少なくとも前記係合手段間の所定間
隔内で微少移動する移動手段と、一端に前記係合手段に
係合可能な係合部を有すると共に前記副試験片を取着す
る取付は面を備えた支持部材とで構成することを特徴と
する。

この場合、前記移動手段は、支柱側と前記テーブル側と
を位置調整可能に螺子係合するよう構成し、この係合手
段は、前記テーブル上に等間隔に配設された複数の凹部
で構成し、前記支持手段は板状に形成されたブラケット
の一端に前記凹部と嵌合可能な凸部を設けるよう構成す
れば好適である。

１作用］ 本発明に係る組物試験片の汎用支持装置は、副試験片と
してのヨークを支持する支持手段をテーブル上に複数配
設された係合手段の選択的な係合と、前記テーブルを少
なくとも前記係合手段の所定間隔内で微少移動する移動
手段とを併用することにより、回転可能に定位置に支持
された主試験片としてのロータマグネットに対しヨーク
を所定間隔離反設定するに際し、テーブル上の係合手段
としての凹部に支持手段としてのブラケットの凸部を選
択的に係合した後、螺子によるテーブルの微少移動によ
りロータマグネットとヨークとを短時間でしかも高精度
に所定間隔に位置決め設定することができる。

［実施例］ 次に、本発明に係る組物試験片の汎用支持装置の一実施
例につき添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すＩｆｉ物試験片の汎
用支持装置の断面図である。

この図において、参照符号８０は主試験片として使用さ
れるブラシレスモータのロータを示し、このロータ８０
の上下に設けられたロータ軸８２ａの両軸端は、これと
同一軸線上に対向配置された一対の軸に係合支持される
。

この場合、ロータ軸の下端は後述するケース１４に回転
可能に軸支された主軸１８先端の係合部２２（凹センタ
）で係合支持される。

そして、このケース１４はベース１３に形成された貫通
穴１５内に挿嵌され、このケース１４の開口部には上端
縁にフランジ１６ａを形成したハウジング１６が挿着さ
れ、このフランジ１６ａをボルトにより締付けてこれを
固定している。

そして、このハウジング１６の中央に形成された貫通穴
の上下には一対のベアリング２０ａ。

２０ｂが挿着され、このベアリンク２０ａ、　２０ｂの
上端部に凹センタ２２を形成した主軸１８か回転自在に
軸支されている。

さらに、主軸１８の下部にはこれを図示しない駆動源で
回転駆動されるプーリ１９が止めねじを介して固定され
、下部ベアリング２０ｂはプーリ１９のボス部によりこ
の下部ベアリング２０ｂの内輪を軸方向に押圧しこれに
予圧を与えている。

また、上部ベアリング２０ａも同様にこの上部ベアリン
グ２０ａを通過した主軸１８にキャップ３Ｇを挿通し、
このキャップ３６と上部ベアリング２Ｏａ間に予圧カラ
ー３７および波ワツシヤ３７ａを介挿させてこれらを抑
圧状態にしてキャップ３６を固定することにより、この
上部ベアリング２Ｑａの内輪を軸方向に弾力的に押圧し
これに予圧を与えている。

そして、このキャップ３６には側面にピン３４を半径方
向に突設させて、このピン３４と係合すべく垂直なピン
３８を植設したブラケット４０をロータ軸８２ａ下端に
固定させて主軸１８の回　Ａ 転をロータ８０に伝達する回転伝達手段３３が構成され
る。これにより、ロータ８０は図示しない駆動源からプ
ーリ１９により減速された主軸１８の回転が回転伝達手
段３４を介して伝達されこの主軸１８と共に回転する。

さらに、主軸１８の下端にはカップリング１８ａを介し
てロータリエンコーダ１８Ｒか接続され、このエンコー
タ１８Ｒによりロータ８０の１回転に対し複数に分割さ
れたパルスを発生させて、この１回転分の計測が完了す
ると計測器４４のプローブ４６をロータ８０のラジアル
方向に１ステツプ移動させる。これを順次繰返しながら
、座標分割されたロータ８０上の磁器分布状態を、正確
に測定することができる。

一方、主軸１８の上部にはこの主軸１８の凹センタ２２
に対向すべく下端部に凹センタ３２を形成した補助軸３
０が同一軸線上に配置され、この補助軸３０は支持体２
４に挿着されたリニアボールベアリング２８を介して回
転かつ軸方向摺動可能に支持されている。

尚、このリニアボールベアリング２８は通常市販されて
いるもので、その外輪を支持体２４の挿通孔２６内に固
定すると共に、その内部に複数のボールが保持器を介し
て回転自在に支持される構造となっている。

このようにして、ロータ軸８２ａの上下両端は主軸１８
と補助軸３０とにより垂直に係合支持されるが、さらに
この補助軸３０の上端部にはロータ軸８２ａの上下両端
に適正な押圧力を付与すべく、予め計量された適正な重
量の重錘４２が着脱可能に挿嵌され、これにより＃Ｊｌ
物試験片の一部としてのロータ８０を軸方向に押圧して
安定した支持が達成される。

次に、副試験片としてのヨークの支持手段につき、第２
図〜第４図を参照しながら説明する。

すなわち、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は第
２図のＢ−Ｂ断面図を示し、第４図は組物試験片の汎用
支持装置の全体斜視図を示す。

すなわち、主試験片であるロータ８０と共に副試験片と
してのヨーク５０はこれを１組の組物試験片として使用
される。そして、これらの主・副試験片はブラシレスモ
ータとして組込まれた状態と同様の位置関係りを得るた
め、検出体であるロータマグネット８２に対し所定間隔
離反した位置しに鉄基板からなるヨーク５０を設定して
所定の磁界が発生するよう構成する。

この場合、ロータマグネッＩ・８２の着磁面８２ｂに対
しこのヨーク５０を所定間隔離反して対設設定させるた
め、ヨークの支持手段５１は、ベース１３上に立設した
支柱５４（第２図参照）と、この支柱５４前側面に固定
されたリニアガイドレール５８を備えたベースプレート
５６と、このリニアガイドレール５８に摺動可能に挿嵌
されたスライドテーブル５９と、このスライドテーブル
５９上に固定され上面に対をなして配設された複数の嵌
合凹部としてのピン孔７５を等ピッチで平行に縦列に配
設したテーブル６０と、このテーブル６０上の一対のピ
ン孔７５に選択的に適宜係合すべく端面から突出した一
対の嵌合凸部としての係合ピン７４を設けると共に、ヨ
ーク５０を下面に貼着する平面を形成したブラケット５
２とで構成されている。

従って、磁気隙長を設定するに際し、ブラケット５２の
係合ピン７４をテーブル６０の最適位置の一対のピン孔
７５に選択的に係合して位置決めすることができる。

次に、テーブル６０を微少移動する移動手段６９につき
、第１図を参照しながら説明する。

すなわち、ベース１３上に立設した支柱５４の前面にベ
ースプレート５６を固定すると共に、このベースプレー
ト５６の前面に取付けられたリニアカイト５８にはスラ
イドテーブル５９が摺動可能に挿嵌されている。

さらに、このスライドテーブル５９の上部側面（左１１
１１）には係止片６４が突設し、この係止片６４の下方
にはこれと対向して所定間隔離間した位置にブロック６
６がベースプレー１・５６上に固設されている。

そして、このブロック６６には円筒状に形成されたナツ
ト本体７０の一端が固定されると共に、このナツト本体
７０に精密螺子杆７２（マイクロメータと同様の構成）
が螺合し、このナット本体７０端部に設けられている摘
み６８の回転により螺子杆７２は係止片６４に対し、進
退移動可能に構成されている。

この場合、スライドテーブル５９はこの内部に設けられ
た図示しない引張りばねの張力により下方に（ベース１
３側）に向は付勢され、この付勢力によるスライドテー
ブル５９の下方への移動は、これと一体的に構成されて
いる係止片６４の下面６４ａを螺子杆７２の先端との当
接により阻止されている。

従って、螺子杆７２の摘み６８の回転操作によりテーブ
ル６０を上下方向に微少移動させてこのテーブル６０の
位置を適宜設定することができる。

このようにして、副試験片としてのヨーク５０はこれを
底部に貼着した支持手段としての一対の係合ピンをロー
タ８０に対する間隔りを得るなめ最短位置となるテーブ
ル６０上のピン孔７５に選択的に嵌合させた後、螺子杆
の摘み６８の回転操作により微少調整を短時間で行い、
かつ高精度に位置決め設定することができる。

［発明の効果］ 前述した実施例から明らかなように、本発明に係る組物
試験片の汎用支持装置は、主試験片と副試験片とを所定
間隔離間して保持される組物試験片であって、前記主試
験片に対し副試験片の離間距離を適宜所定の位置関係に
設定支持するため、主試験片である検出体に対しこれと
の間隔を適性位置に設定すべく前記副試験片を支持した
支持手段と係合する複数の係合手段を所定間隔に配設し
たテーブルを少なくとも前記係合手段の所定間隔内で微
少移動するよう構成することにより、短時間でしかも高
精度に位置決め調整することができ、それぞれ主・副試
験片間の寸法の異なる各種組物試験片に対しても幅広く
適格に対応することができる利点を有する。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、前述
の実施例に限定されることなく本発明の精神を逸脱しな
い範囲内において種々の設計変更をなし得ることは勿論
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す組物試験片の汎用支持
装置の断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図
は第２図のＢ−Ｂ断面図、第４図は組物試験片の汎用支
持装置の全体斜視図、第５図（ａ）はブラシレスモータ
の断面図であり、第５図（ｂ）は第５図（ａ）のＣ−Ｃ
断面図である。 １３・・・ベース　　　　　１８・・・主軸２０ａ、　
２０ｂ・・・ベアリング ２２．３２・・・係合部（凹センタ） ２４・・・支持体　　　　　２８・・・リニアベアリン
グ３０・・・補助軸　　　　　３３・・・回転伝達手段
４２・・・重錘　　　　　　４４・・・磁束密度計測器
４６・・・プローブ　　　　５０・・・副試験片（ヨー
ク）５１・・・支持手段　　　　５２・・・ブラケット
５４・・・支柱　　　　　　５６・・・ガイドプレー１
−５８・・・リニアカイトレール ５９・・・スライドテーブル ６０・・・テーブル　　　　８２・・・係合手段６４・
・・係止片　　　　　６６・・・ブロック６９・・・移
動手段 ７４・・・嵌合凸部（係合ピン） ７５・・・嵌合凹部（ピン孔） ８０・・・主試験片（ロータ） ８２・・・ロータマグネット ８２ａ・・・ロータ軸　　　９６・・・コイル９７・・
・ステータ　　　　１００・・・ホール素子ＦＩＧ、５ （Ｇ） （ｂ） 手 続 補 正 書（方式） １、事件の表示 平成 ２年 特許願 第１４８７０９号 ３、補正をする者 事件どの関係

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）主試験片と副試験片とを所定間隔離反して保持さ
   れる組物試験片であつて、前記主試験片に対し副試験片
   の離間距離を適宜所定の位置関係に設定支持する組物試
   験片の汎用支持装置において、 上下を垂直に支持する支持軸中央に形成さ れた円盤状の検出体で前記主試験片を構成すると共に、
   前記検出片に対し所定間隔離反して対向配設される円盤
   状の金属片で前記副試験片を構成し、前記主試験片に対
   し前記副試験片を前記支持軸方向に移動してその間隔を
   調整可能に設定支持する支持手段を設け、この支持手段
   は、支柱と、この支柱に前記支持軸軸線方向に移動可能
   に案内支持され表面に複数の係合手段を所定間隔に配設
   したテーブルと、このテーブルを少なくとも前記係合手
   段間の所定間隔内で微少移動する移動手段と、一端に前
   記係合手段に係合可能な係合部を有すると共に前記副試
   験片を取着する取付け面を備えた支持部材とで構成する
   ことを特徴とする組物試験片の汎用支持装置。
2. （２）前記移動手段は、支柱側と前記テーブル側とを位
   置調整可能に螺子係合するよう構成し、この係合手段は
   、前記テーブル上に等間隔に配設された複数の凹部で構
   成し、前記支持手段は板状に形成されたブラケットの一
   端に前記凹部と嵌合可能な凸部を設けてなる請求項１記
   載の組物試験片の汎用支持装置。